海上光伏深度分析

Q1 海上光伏有几种方式？

海上光伏分为桩基固定式和漂浮式，桩基固定式海上光伏适用于沿海滩涂及潮间带，但有一定的局限性，桩基固定式需在离岸5公里内安装，否则打桩成本和风险都会大幅增加。因此，桩基固定式会更倾向于和现有海上风电结合，利用现有的海底电缆和基建设施，建设成本会更可控。目前，我国海上光伏均为桩基固定式海上光伏项目。

漂浮式海上光伏作为另一种应用场景，适用于深海区域，以浮体、锚固等取代地桩和支架，方案灵活度更高。通常情况下，漂浮式电站组件需要依靠浮体漂浮在水面上，在适应水位变化方面具有天然的优势。但目前我国漂浮式海上光伏电站还处于实证阶段，未来有更大的发展空间。

Q2 海上光伏发展布局如何？

相较于陆地光伏多年发展的丰富建设经验而言，我国海上光伏起步较晚，目前还处于初期阶段，但我国沿海地区占据丰富的太阳能资源，年均总辐射量处于4800~5500MJ/m2，海洋水面辽阔，少遮挡，在相同日照下，海面日照时间长，加之海面反射的太阳光，海上光伏电站发电量将比陆地光伏电站发电量高出5-10%。

我国大陆海岸线长1.8万公里,按照理论,可安装海上光伏的海域面积约为71万平方公里。按照1/1000理论研究比例估算,可安装海上光伏的面积约700多平方公里,可安装海上光伏装机规模超过100GW。

 从全国各地区海上光伏占比分布来看，华东地区占比最高，达到42.7%，是我国海上光伏行业的主要市场。其次是华南地区，占比为26.5%；华中地区占比为13.6%；华北地区占比为10.4%；西南地区占比为5.8%；西北地区占比为0.9%。

图片来源：MCC22新兴产业研究

Q3 海上光伏有政策支持吗？

对于我国东部沿海的山东省、河北省、浙江省、江苏省、广东省、福建省等分布式光伏大省而言，在非耕地空间充分开发以后，最大的潜力市场就是海上光伏市场。

“山东省2022年度桩基固定式海上光伏项目竞争配置”的完成，开启了我国海上光伏规模化、基地化开发的序幕。为了确保海上光伏项目如期建成、并网，2021年12月山东省海洋局发布《关于推进光伏发电海域使用立体确权的指导意见（征求意见稿）》，文件中明确提出鼓励各市因地制宜探索利用已确权的养殖用海、盐田用海区域，科学布局光伏发电项目。这几个省份也陆续出台了海上光伏的支持政策，涉及立体确权、发展规模及补贴方案等。

2022年7月，山东省提出了《山东省海上光伏建设工程行动方案》，其中提到“十四五”期间共规划海上光伏容量4260万千瓦，其中漂浮式光伏容量接近3000万千瓦。

浙江省在《关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见（修改稿）》中提出“鼓励利用围海养殖区、近海滩涂区、围而未填海域等海域空间建设滩涂光伏项目”。

河北省在《河北省自然资源厅关于规范海上光伏项目用海的通知》中对用海方式和用海范围进行了界定，引导海上光伏项目合理布局，并提出了用海审批要求。推进海上光伏产业有序发展，提高海域资源利用效能，规范我省海上光伏项目用海。

据不完全统计，近两年各省份出台的政策中，有6个省市的16条政策中均提到了海上光伏项目建设的促进办法与激励手段。

Q4 目前有哪些布局企业？

Q5 相关项目参考案例？

1、招远400兆瓦海上光伏项目

该项目总投资额约29.85亿元，位于山东省烟台市招远市北部莱州湾海域，总规划面积约6.44平方公里，由121个光伏子阵组成，是全国首个大规模近海桩基固定式海上光伏项目。其中包括储能系统、升压站及送出线路、设备及安装、建筑工程的造价，及其他费用及预备费。项目建成后在运行期25年内预计年平均发电量为6.9亿千瓦时。

2、三峡集团东山杏陈180MW海上光伏电站项目

该项目规划场区面积约3300亩，建设装机容量直流侧为252.5055MWp,交流侧为180.16MW，拟建1座110kV升压站并配套18MW/36MWh的储能，年发电量2.99亿kWh。该项目将积极探索清洁能源开发和生态修复相结合发展模式，着力打造成为空中发电、水下养殖和旅游观光教育综合开发海洋示范区。

3、天津海晶盐光互补一期工程 50 万千瓦光伏项目

该项目总投资 29.89亿元，位于天津市滨海新区西南部，光资源较丰富。根据项目可行性研究报告，按照年均发电量7.90亿千瓦时，年平均等效利用小时数1316小时，综合上网电价0.3655元/千瓦时测算，本项目资本金内部收益率6.88%。投资建设50万千瓦光伏项目，于2022年8月完成备案登记，已取得土地预审、环评、水保等支持性文件。

4、国电投(山东)海阳HG34海上光伏项目

该项目总投资35亿元，占地100亩，建设500MW的海上光伏电站，配套建设陆上升压站及陆上集控中心。本项目为国内外首批次固定式海上光伏项目，具有划时代和里程碑式意义，能够为后续类似项目的实施提供良好实践，为行业的发展贡献示范性的参考案例，十分契合国家“双碳”战略。

5、国能集团福清市过桥山垦区西港400兆瓦海上光伏电站

该项目位于福清市新江公路过桥山垦区，约占7000亩水面，投产后预计每年可向社会提供清洁电能约4.32亿千瓦时，每年可节约标准煤约19.6万吨，减少二氧化碳排放量约54.1万吨。项目建成后，总装机容量将突破3000兆瓦，光伏装机容量也将突破500兆瓦，有效提高了新能源占比，加快建设综合能源应用示范基地，推动国家“双碳”目标的实现，为构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系提供有力支撑。

Q6 海上光伏面临哪些挑战？

海上环境对项目提出新的要求

海上光伏项目面临着复杂恶劣的服役环境，例如南方海域的大风浪、台风，北方海域的海冰，高盐雾、高湿、温度变化频繁等都意味着海上光伏的前期工作相比地面电站更为严苛。与此同时，海上工况带来的建设、运维、设备机械链接稳定性、设备安全等挑战也不一而足。

从设备技术角度来看，海洋风暴、海冰、鸟粪+其他生物附着、盐雾腐蚀等给组件带来了与陆地上完全不同的威胁。海上电站的防腐蚀要求高，边框和支架腐蚀主要受到海上微生物及强盐雾腐蚀，而常规金属边框不具备海上环境抗盐雾腐蚀能力。

除边框、支架容易被海水腐蚀外，玻璃腐蚀也是影响组件安全性的关键原因之一。玻璃腐蚀主要是水汽侵蚀到玻璃基体使其水解，导致镀层剥落，影响组件发电及发电性能。另外，接线盒和连接器密封性不好也容易导致水汽进入其内部造成绝缘体失效及导体腐蚀后发热烧毁等问题。组件整体需要针对海上环境进行抗腐蚀性和密封性的改进。

从电站设计和建设角度来看，海上光伏项目的设计方案受环境条件影响较大，如台风、海冰、潮汐等，并且工程地质条件与陆上相比更为复杂，光伏组件及逆变器设备选型需要综合考虑海洋环境、发电效率、施工难度、成本经济性等因素，此时使用高效组件可以减少用海面积，减少海上作业工作量。

电站支架单元的设计需要综合考虑地址条件、桩型、支架、施工船只。海上光伏项目发电设计倾角受海域使用成本、支架成本、风荷载、施工工期等因素影响，应综合成本经济性等各项因素，确定最佳倾角。

海上光伏项目工程建设条件较难，项目安全性要求更高，工程建设时也需要考虑到太阳能资源、气象水文条件、工程地质条件、景观设计和立体化开发等难点。

同时，海上光伏的建设还需要关注到资源环境的影响，比如大面积覆盖海域对溶解氧、海洋植物光合作用、鸟类、渔业资源、电磁辐射等资源环境会产生一定影响。

海上项目成本仍未找到合理下降路径

海上光伏项目建设过程中涉及的成本包含海域使用金、渔业养殖赔偿、桩基础费用等。目前我国的海上光伏项目建设仍处于初级阶段，建设成本依旧较高，很难从商业化角度看待海上光伏电站的建设成本。

海上光伏电站目前主要分为桩基固定式和漂浮式两种，桩基固定式适合水位较浅、无场地沉陷等地质灾害、水位变化较小的场地，如滩涂、潮间带等水深小于五米的水域滩涂环境，也是目前主流的海上光伏项目设计方案。

2022年，按照直流侧50万千瓦项目为例，陆上固定式电站与海上桩基固定式电站的成本差距依旧较大，陆上集中地面电站的建设初始投资约4.13元/W，而海上桩基固定式电站初始投资则超过6元/W。

导致海上光伏电站成本较高的因素很多，海上桩基固定式电站建设过程中，海底泥深，且为了避浪使得桩顶高程高，桩基长度达到20米以上，还需要配备海上升压站，同时送出线路涉及到海缆送出的征地、征海问题。

海上施工的打桩、吊装、海缆铺设受到海上施工窗口期影响，后期海上运维如清洗、更换、巡视等难度也较大。以上原因都导致了海上光伏项目成本整体高于陆上地面电站。

另一种建设方案为漂浮式海上光伏电站，适合深海区域，以浮体、锚固等取代地桩和支架，方案灵活度更高。通常情况下，漂浮式水面电站组件需要依靠浮体漂浮在水面上，在适应水位变化方面具有天然的优势。

这种方式比较适合面积较大、水位较深等不适宜打桩作业的深水区域。但目前海上漂浮式电站建设还处于0到1的过程当中，无法从商业化角度看待其盈利能力。2022年，有企业在山东下水的海上漂浮式光伏实证项目发电成功，成为了全球首个深远海风光同场漂浮式光伏实证项目。

海上项目审批流程繁琐

由于海上光伏项目的特殊性，项目开发影响因素众多。其开发时需要与能源局、海洋、国土及电网等相关部门进行统一的整体规划、统筹协调及审批。

光伏项目的用海选址需要与国土空间规划、海洋生态红线、养殖、旅游等周边用海活动相符合，与航道等海上交通安全兼容，并且还要注意到项目对海洋生态环境敏感目标、环境敏感区、军用设施的影响，以及与其他行业性规划的衔接性。

此外，海上光伏海上环境高湿度、高盐雾，滩涂土质松软，防腐蚀要求高，建设条件复杂，受到波、流、海水、潮汐等自然环境影响较大，也给海上光伏项目的选址增加了一定难度。

光伏项目用海准备包含海洋环境调查、电缆管道铺设许可、工程可行性研究、用海申请、环境影响评价报告、电缆管道铺设施工许可等工作。当海上光伏项目拿到海域使用申请、海洋环境影响评价核准以及电缆管道许可后，方可进行下一步工作。并网电缆建设、岸上建筑用地（储能、升压站等）审批、电网消纳、配储等难题也都在制约着海上光伏的进展。

另外，根据现行法律规定，项目用海、用地、施工等审批实行海上和陆上平行管理，需分别向海上与陆上主要部门办理相应的手续，这也增加了备案工作量。

参考标准及成功案例较少

目前行业内关于海上光伏方面的标准仍较少，中国光伏行业协会曾经在2019年发布并实施了《水上光伏发电系统用浮体》《水上光伏发电系统设计规范》和《漂浮式光伏发电系统验收规范》等3项标准，2019年10月1日起正式实施了《水上光伏系统用浮体技术要求和测试方法》(NB/T10187—2019)。

但海上环境与普通水上环境相差甚远，目前行业协会也正在编制《漂浮式水上光伏发电锚固系统设计规范》过程中。此外，由水电总院、西勘院、华勘院共同立项的国家标准有《海上光伏发电工程技术导则》《海上光伏发电工程可行性研究报告编制规程》《海上光伏发电工程规划报告编制规程》《海上光伏组件支承结构设计规范》《海上光伏电站工程勘察规范》《海上光伏发电工程勘测规范》《漂浮式光伏支撑系统技术规程》等。

目前国际范围内的海上光伏电站仍处于示范或预商业化阶段，虽然已有多个国家开展了相关探索并针对性的进行了技术研发，但目前仍在突破瓶颈阶段。从我国角度来看，海上光伏产业正迎来跨越发展的关键期，但当前海上光伏产业还处于起步阶段，面临着无建设运营行业标准、无成熟可借鉴监管经验等实际困难。

虽然海上光伏目前仍面临较多挑战，但随着技术的进步和创新的推动，相信海上光伏电站将会得到广泛的应用和发展，为推动可持续发展做出更大的贡献。